JPH07238292A - 電気粘性流体 - Google Patents

電気粘性流体

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JPH07238292A
JPH07238292A JP2989194A JP2989194A JPH07238292A JP H07238292 A JPH07238292 A JP H07238292A JP 2989194 A JP2989194 A JP 2989194A JP 2989194 A JP2989194 A JP 2989194A JP H07238292 A JPH07238292 A JP H07238292A
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JP
Japan
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gel
liquid
fluid
electrorheological fluid
swelling
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Pending
Application number
JP2989194A
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English (en)
Inventor
Takashi Uekusa
隆 植草
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kinugawa Rubber Industrial Co Ltd
Original Assignee
Kinugawa Rubber Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Kinugawa Rubber Industrial Co Ltd filed Critical Kinugawa Rubber Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 分散質と分散媒の分離を防止した電気粘性流
体を提供する。 【構成】 絶縁油に、膨油性鉱物を混合させ、これをゲ
ル状にする。そのゲル状の液体にイオン交換樹脂等を混
合して分離させることで電気粘性流体が得られる。これ
により、イオン交換樹脂、シクロデキストリンなどの比
重の大きい粒子の沈殿を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電気粘性流体に関す
る。微粒子を絶縁油に分散した懸濁液において、電場に
応答し粘度が瞬時にしかも可逆的に変化することを制御
し、エンジンマウント、ショックアブソーバ、クラッチ
等の自動車部品、ダンパ、アクチュエータ、振動吸収
体、切換弁等の用途に利用可能である。
【0002】
【従来の技術】電気粘性流体とは、絶縁性の油状液体に
固体微粒子を分散させ、外部電界により著しく粘度が増
加する懸濁液をいう。この現象は、電気粘性効果(ER
効果)、またはウインスロ効果と呼ばれている。W.
M.Winslowが米国の特許(第2417850
号)を取得したことにより、電気粘性流体は一般に知ら
れるようになった。従来よく知られている電気粘性流体
として、分散媒に、シリコーン系オイル、塩化ジフェニ
ル、トランス油等の絶縁油に表面に水分を吸着させたセ
ルロース、デンプン、シリカゲル、イオン交換樹脂など
を分散させたものが知られている。さらに、これらを改
良した電気粘性流体として、水や金属イオン水溶液を、
層間に含有し得るマイカなどの積層構造粒子を用いる方
法(特公昭49−5117号公報記載に係る発明)、分
散相にゼオライトを用いる方法(特開昭63−1858
12号公報記載に係る発明)、水を吸着させる代わりに
多価アルコールや有機酸を吸着させる方法(特開平2−
91195号公報記載に係る発明)などがある。また、
非水系の電気粘性流体として、有機半導体を絶縁油中に
分散させる方法(特開昭61−216202号公報記載
に係る発明)、絶縁被覆した導電性粒子を絶縁油中に分
散させる方法(特開昭64−6093号公報記載に係る
発明)、炭素微粒末を電気絶縁性薄膜で被覆する方法
(特開平2−169025号公報記載に係る発明)など
がある。さらに、分散質である微粒子の分散性をよくす
るために界面活性剤を用いた方法(特開平1−1706
93号公報記載の発明)などがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来よ
く用いられてきたセルロース、デンプン、ゼオライト、
イオン交換樹脂(スチレンとジビニルベンゼンの共重合
体のスルホン酸塩)などの分散粒子(質)は比重が1.
3前後であり、それに対し分散媒の比重は0.9〜1程
度であった。そのため、時間の経過とともに相分離が生
じ、粒子が沈殿した。しかも、その粒子を再び分散させ
るのは困難であった。そこで、分散粒子を中空体とし分
散媒の比重と同一にする方法(特開平1−96295号
公報)、分散媒にフッ素オイルなどの比重の大きい絶縁
油を用いる方法(特開平4−7398号公報)、分散媒
表面に界面活性剤を付着させ沈殿を防止する方法(特開
平1−170693号公報)、分散粒子に誘電体微粒子
と磁性体微粒子を混合し、磁界により粒子の沈殿を防止
する方法(特開平4−261496号公報)などがあ
る。
【0004】粒子を中空体にした場合、中空分散粒子が
破壊される場合があり、フッ素オイルなどの比重の大き
い絶縁油を用いた場合は、粒子が逆に浮いてしまった
り、ER効果が小さかったりした。また、分散粒子に界
面活性剤を用いた場合は絶縁強度が低下する問題があっ
た。さらに、分散粒子に誘電体微粒子と磁性体微粒子を
混合した場合は、流体が不安定でER効果が小さく、ま
た制御装置が複雑になる問題があった。
【0005】この発明が解決しようとする課題は、分散
質と分散媒との分離を防ぎ、しかも剪断応力を備え、ク
ラッチ、ダンパ、ブレーキ、ショックアブソーバ、アク
チュエータ、エンジンマウントなどに有効に適用できる
電気粘性流体を得るには、どのような手段を講じればよ
いかという点にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、絶縁
油に膨潤性粘度鉱物を5〜20wt%加え、流体をゲル
状にすることを、その解決手段としている。なお、膨潤
性粘度鉱物にはスメクタイト、ベントナイト、膨潤性珪
酸塩などがある。
【0007】
【作用】本発明における電気粘性流体は、分散質、分散
媒はどんな物質でもER効果が現ればよく、特に規定す
るものではない。例えば、分散媒はシリコーンオイル、
エステル系オイル、鉱油、塩化ジフェニルなどがあげら
れる。分散質はイオン交換樹脂、セルロース、ゼオライ
トなどがあげられる。ER流体に添加する膨潤性鉱物は
分散媒と混合することにより流体がゲル状になれば何で
もよくスメクタイトやベントナイト、膨潤性珪酸塩など
があげられる。
【0008】
【実施例】以下、実施例により本発明を説明するが、本
発明の範囲がこれら実施例のみに限定されるものではな
い。
【0009】(実施例1)ビーカーに芳香族エステルで
あるトリー(2−エチルヘキシル)トリメリテート(サ
ンソサイザー TOTM 新日本理化(株))18.0
5gをとり、膨潤性鉱物であるスメクタイト(コープケ
ミカル(株))3.83gとを混合させ、膨潤し透明な
ゲル状にする。そのゲル状の液体にイオン交換樹脂(M
C1 GEL CK08P 三菱化成工業(株))3.
08gをとり、そのゲル状の液体と撹拌混合し、よく分
散させる。そして12.3wt%の電気粘性流体を得
た。この電気粘性流体を回転粘度計にて剪断応力を測定
し(剪断速度125.6(1/S))、試験管にこの電
気粘性流体を取り放置する事によって、分散媒と分散質
が分離し、上澄み液が10mm出来るまでの時間を測定
し分散安定性を評価した。
【0010】(実施例2)ビーカーに芳香族エステルで
あるトリイソデシルトリメリテート(サンソサイザー
TITM 新日本理化(株))14.71gをとり、膨
潤性鉱物であるスメクタイト(コープケミカル(株))
1.26gとを混合させ、膨潤し透明なゲル状にする。
そのゲル状の液体にイオン交換樹脂(MC1 GEL
CK08P三菱化成工業(株))2.20gをとり、そ
のゲル状の液体と撹拌混合し、よく分散させる。そして
12.1wt%の電気粘性流体を得た。この電気粘性流
体を回転粘度計にて剪断応力を測定し(剪断速度12
5.6(1/S))、試験管にこの電気粘性流体を取り
放置する事によって、分散媒と分散質が分離し、上澄み
液が10mm出来るまでの時間を測定し分散安定評価を
得た。
【0011】(実施例3)ビーカーに芳香族エステルで
あるトリイソデシルトリメリテート(サンソサイザー
TITM 新日本理化(株))15.9gをとり、膨潤
性鉱物であるスメクタイト(コープケミカル(株))
3.30gとを混合させ、膨潤し透明なゲル状にする。
そのゲル状の液体にシクロデキストリン(商品名:セル
デックス 日本食品化学 (株))6.49gをとり、
そのゲル状の液体と撹拌混合し、よく分散させる。そし
て25.3wt%の電気粘性流体を得た。この電気粘性
流体を回転粘度計にて剪断応力を測定し(剪断速度21
2(1/S)、試験管にこの電気粘性流体を取り放置す
る事によって、分散媒と分散質が分離し、上澄み液が1
0mm出来るまでの時間を測定し分散安定性を評価し
た。
【0012】(実施例4)ビーカーに芳香族エステルで
あるトリイソデシルトリメリテート(サンソサイザー
TITM 新日本理化(株))15.2gをとり、膨潤
性鉱物であるスメクタイト(コープケミカル(株))
3.15gとを混合させ、膨潤し透明なゲル状にする。
そのゲル状の液体にセルロース(アビセル 旭化成工業
(株))7.92gをとり、そのゲル状の液体と撹拌混
合し、よく分散させる。そして30.1wt%の電気粘
性流体を得た。この電気粘性流体を回転粘度計にて剪断
応力を測定し(剪断速度212(1/S))、試験管に
この電気粘性流体を取り放置する事によって、分散媒と
分散質が分離し、上澄み液が10mm出来るまでの時間
を測定し分散安定性を評価した。
【0013】(実施例5)ビーカーにポリオールエステ
ル(RS735 旭電化工業(株))19.51gをと
り、膨潤性珪酸塩(商品名 ニップシール LP 日本
シリカ(株))5.73gとを混合させ、膨潤し透明な
ゲル状にする。そのゲル状の液体にイオン交換樹脂(M
C1 GEL CK08P 三菱化成工業(株))3.
35gをとり、そのゲル状の液体と撹拌混合し、よく分
散させる。そして11.7wt%の電気粘性流体を得
た。この電気粘性流体を回転粘度計にて剪断応力を測定
し(剪断速度212(1/S))、試験管にこの電気粘
性流体を取り放置する事によって、分散媒と分散質が分
離し、上澄み液が10mm出来るまでの時間を測定し分
散安定性を評価した。
【0014】(比較例1)ビーカーに芳香族エステルで
あるトリイソデシルトリメリテート(サンソサイザー
TITM 新日本理化(株))21.88gをとり、イ
オン交換樹脂(MC1 GEL CK08P 三菱化成
工業(株))2.95gをとり、よく撹拌し分散させ
る。そして11.9wt%の電気粘性流体を得た。この
電気粘性流体を回転粘度計にて剪断応力を測定し(剪断
速度125.6(1/S))、試験管にこの電気粘性流
体を取り放置する事によって、分散媒と分散質が分離
し、上澄み液が10mm出来るまでの時間を測定し分散
安定性を評価した。
【0015】(比較例2)ビーカーにシリコーンオイル
(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)SH200
10CS)18.06gをとり、セルロース(アビセ
ル 旭化成工業(株))9.71gをとり、よく撹拌し
分散させる。そして35wt%の電気粘性流体を得た。
この電気粘性流体を回転粘度計にて剪断応力を測定し
(剪断速度212(1/S))、試験管にこの電気粘性
流体を取り放置する事によって、分散媒と分散質が分離
し、上澄み液が10mm出来るまでの時間を測定し分散
安定性を評価した。
【0016】(比較例3)ビーカーにシリコーンオイル
(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)SH200
10CS)14.64gをとり、シクロデキストリン
(商品名:セルデックス 日本食品化学(株))5.0
2gをとり、よく撹拌し分散させる。そして25.5w
t%の電気粘性流体を得た。この電気粘性流体を回転粘
度計にて剪断応力を測定し(剪断速度212(1/
S))、試験管にこの電気粘性流体を取り放置する事に
よって、分散媒と分散質が分離し、上澄み液が10mm
出来るまでの時間を測定し分散安定性を評価した。
【0017】(結果)上記の電気粘性流体を電圧の印加
が可能な回転粘度計にて剪断応力を測定し、また試験管
で上澄み液が10mmできるまでの時間を測定し、分散
安定性を評価した。その結果を下記の表1に示す。な
お、下表1は、各例のER流体の印加電圧特性を示して
いる。表中τはτ1−τ0で表され、各記号は以下の通り
である。 τ0:初期剪断応力(g/cm2) τ1:測定された剪断応力(g/cm2) τ :増加した剪断応力(g/cm2) E :電界(KV/mm)
【0018】
【表1】
【0019】また、図1及び図2は、増加した剪断応力
と電界との関係を、実施例と比較例とを比較して示すグ
ラフである。
【0020】さらに、各例の分散安定性は、下表2に示
す通りであり、分離するまでの時間を測定した。
【0021】
【表2】
【0022】実験によると分散安定性は、従来の電気粘
性流体は数分から数時間で粒子と分散媒が分離するのに
対し、本発明の電気粘性流体は、7日間放置してもまっ
たく分離しなかった。このように分散安定性については
非常によい結果を得た。更に電気粘性効果については、
分散質にイオン交換樹脂を用いた場合の従来の電気粘性
流体である比較例1と本発明とを比べた場合、剪断応力
の増加量は従来と遜色なく同等、実施例1のように流体
によっては、電界が2.0KV/mmで従来の電気粘性
流体は4.92g/cm2本発明は6.63g/cm2
従来の電気粘性効果をうわまわる結果が得られた。ま
た、分散質にシクロデキストリンやセルロースを用いた
場合の電気粘性効果においても、電界が2.0KV/m
mで実施例3,4が、それぞれ6.21g/cm2
4.89g/cm2と従来の電気粘性流体である比較例
2,比較例3よりもよい電気粘性効果を示している。こ
のように、本発明にかかる電気粘性流体は従来よりもよ
い結果を示すことが確認できた。
【0023】
【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば電気粘性流体の分散質と分散媒の分離を防ぎ、電気
粘性効果についても従来の流体と遜色ない剪断応力を発
生させることが出来る。したがって、この発明に係る電
気粘性流体は、クラッチ、ダンパ、ブレーキ、ショック
アブソーバ、アクチュエータ、エンジンマウントなどに
有効利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】増加した剪断応力と電界との関係を示すグラフ
(実施例1,2,5,比較例1)
【図2】増加した剪断応力と電界との関係を示すグラフ
(実施例3,4,比較例2,3)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C10M 125:26 105:38) C10N 30:02 30:04 40:08 40:14 50:10

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁油に膨潤性鉱物が5〜20wt%の
    割合で混合された液体をゲル状にしたことを特徴とする
    電気粘性流体。
JP2989194A 1994-02-28 1994-02-28 電気粘性流体 Pending JPH07238292A (ja)

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JP2989194A JPH07238292A (ja) 1994-02-28 1994-02-28 電気粘性流体

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002080881A (ja) * 2000-09-07 2002-03-22 Fujikura Kasei Co Ltd 電気レオロジーゲル
US6495071B1 (en) 1996-02-01 2002-12-17 New Technology Management Co., Ltd. Method of using electro-sensitive movable fluids
JP2005255701A (ja) * 2004-03-09 2005-09-22 Fujikura Kasei Co Ltd 電気レオロジーゲル及びそのシート

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